Applicazione della tecnologia di taglio ad ultrasuoni nei prodotti elettronici

 

Riassunto:  La tecnologia ad ultrasuoni è ampiamente utilizzata nell’industria. Questo articolo introdurrà il principio del taglio a ultrasuoni e combinerà esempi di prodotti elettronici specifici per confrontare gli effetti del taglio meccanico e del taglio laser e studiare l'applicazione della tecnologia di taglio a ultrasuoni.

 

· Prefazione

 

Il taglio ad ultrasuoni è una tecnologia high-tech per il taglio di prodotti termoplastici. La tecnologia di taglio ad ultrasuoni utilizza la saldatura ad ultrasuoni per tagliare i pezzi. Le apparecchiature per la saldatura a ultrasuoni e i relativi componenti sono adatti anche per ambienti di produzione automatizzati. La tecnologia di taglio a ultrasuoni è ampiamente utilizzata nell'elettronica commerciale e di consumo, nell'automotive, nelle nuove energie, nell'imballaggio, nella medicina, nella lavorazione alimentare e in altri campi. Con il rapido sviluppo dell’economia nazionale, la gamma di applicazioni diventerà sempre più ampia e la domanda sul mercato aumenterà ulteriormente. Pertanto, la tecnologia di taglio ad ultrasuoni ha grandi prospettive di sviluppo.

 

· Taglio meccanico

 

Il taglio meccanico è la separazione dei materiali mediante mezzi meccanici a temperatura normale, come cesoiatura, segatura (sega, sega per wafer, sega per sabbia, ecc.), fresatura e così via. Il taglio meccanico è un metodo comune di sgrossatura dei materiali ed è un taglio a freddo. La sostanza è che il materiale da lavorare viene schiacciato dalle forbici per subire una deformazione di taglio e ridurre il processo di separazione. Il processo di taglio meccanico può essere grossolanamente suddiviso in tre fasi consecutive: 1. fase di deformazione elastica; 2. fase di deformazione plastica; 3. stadio di frattura

 

· taglio laser

 

3.1 Principio del taglio laser

 

Il taglio laser utilizza un raggio laser focalizzato ad alta densità di potenza per illuminare il pezzo, riscaldando il materiale da migliaia a decine di gradi Celsius in un tempo molto breve, consentendo al materiale di essere irradiato di sciogliersi, vaporizzare, ablare o accendersi rapidamente, mentre si utilizza il raggio. Il flusso d'aria coassiale ad alta velocità soffia via il materiale fuso o il materiale vaporizzato viene soffiato via dalla fessura, tagliando così il pezzo per raggiungere lo scopo di tagliare il materiale. Il taglio laser è uno dei metodi di taglio a caldo.

 

3.2 Caratteristiche del taglio laser:

 

Come nuovo metodo di lavorazione, la lavorazione laser è stata ampiamente utilizzata nell'industria elettronica grazie ai suoi vantaggi di funzionamento preciso, veloce e semplice e all'elevato grado di automazione. Rispetto al metodo di taglio tradizionale, la macchina da taglio laser non solo ha un prezzo basso, un basso consumo e, poiché la lavorazione laser non ha alcuna pressione meccanica sul pezzo, l'effetto del taglio del prodotto, la precisione e la velocità di taglio sono molto buoni, il funzionamento è sicuro e la manutenzione è semplice. Caratteristiche quali: la forma del prodotto tagliato dalla macchina laser non è gialla, il bordo automatico non è allentato, nessuna deformazione, non è duro, la dimensione è coerente e precisa; può tagliare qualsiasi forma complessa; alta efficienza, basso costo, grafica di progettazione computerizzata Può tagliare pizzi di qualsiasi dimensione in qualsiasi forma. Sviluppo rapido: grazie alla combinazione di tecnologia laser e informatica, gli utenti possono progettare l'output dell'incisione laser e modificare l'incisione in qualsiasi momento purché siano progettati sul computer. Taglio laser, poiché il raggio invisibile sostituisce il tradizionale coltello meccanico, la parte meccanica della testa laser non ha contatto con il lavoro e non graffierà la superficie di lavoro durante il lavoro; la velocità di taglio laser è elevata, l'incisione è liscia e piatta, generalmente non è necessaria l'elaborazione successiva; nessuno stress meccanico nell'incisione, nessuna bava di taglio; elevata precisione di lavorazione, buona ripetibilità, nessun danno alla superficie del materiale; Programmazione NC, possibilità di elaborare qualsiasi piano, possibilità di tagliare l'intera lastra di grande formato, senza necessità di aprire lo stampo, risparmio di tempo economico.

 

· Taglio ad ultrasuoni

 

4.1 Principio di taglio ad ultrasuoni:

 

Con il design speciale della testa di saldatura e della base, la testa di saldatura viene premuta contro il bordo del prodotto in plastica e la vibrazione ultrasonica viene utilizzata per tagliare il prodotto per ottenere l'effetto di taglio utilizzando il principio di funzionamento della vibrazione ultrasonica. Come con le tecniche di lavorazione tradizionali, il principio di base della tecnologia di taglio a ultrasuoni è quello di utilizzare un generatore di ultrasuoni elettronico per generare onde ultrasoniche di una certa gamma di frequenze, quindi l'ampiezza e l'energia originali vengono ridotte da un convertitore ultrasonico-meccanico posizionato nella testa di taglio a ultrasuoni. La vibrazione ultrasonica viene convertita in vibrazione meccanica della stessa frequenza e quindi amplificata dalla risonanza per ottenere un'ampiezza ed energia (potenza) sufficientemente grandi per soddisfare i requisiti di taglio del pezzo. Infine l'energia viene trasmessa alla testa saldante e successivamente il prodotto viene tagliato. I vantaggi della fessura sono lisci e non incrinati.

Il sistema di vibrazione del taglio ad ultrasuoni è composto principalmente da trasduttore ad ultrasuoni, corno ad ultrasuoni e testa di saldatura. Tra questi, la funzione del trasduttore ultrasonico è quella di convertire il segnale elettrico in segnale acustico; il corno è un componente importante dell'apparecchiatura di elaborazione ad ultrasuoni. Ha due funzioni principali: (1) concentrazione di energia , ovvero lo spostamento della vibrazione meccanica o l'ampiezza della velocità viene amplificato, oppure l'energia viene concentrata su una superficie di radiazione più piccola per la raccolta di energia; (2) l'energia acustica viene effettivamente trasmessa al carico — Essendo un convertitore di impedenza meccanico, l'adattamento dell'impedenza viene eseguito tra il trasduttore e il carico acustico per consentire una trasmissione più efficiente dell'energia ultrasonica dal trasduttore al carico.

 

 

4.2. Caratteristiche del taglio ad ultrasuoni:

 

Quando l'onda ultrasonica viene eccitata per raggiungere una temperatura più elevata, il prodotto si scioglie a causa dell'eccitazione intermolecolare ad alta temperatura e dell'attrito interno.

 

Caratteristiche del taglio ad ultrasuoni. Il taglio ad ultrasuoni presenta i vantaggi di un'incisione liscia e salda, di un taglio accurato, di nessuna deformazione, nessuna deformazione, peluria, rotazione, increspatura e così via. La 'macchina da taglio laser' evitabile presenta gli svantaggi del taglio grezzo, del bordo focale, del pilling, ecc. I vantaggi del taglio a ultrasuoni includono: 1. Alta velocità di esecuzione, con un tempo di ciclo tipico inferiore a un secondo. 2. Le parti in plastica non vengono sollecitate; 3. La superficie di taglio sia pulita; 4 È possibile tagliare più punti contemporaneamente per la separazione automatica 5 Il taglio ad ultrasuoni non inquina.

 

Che tipo di materiale viene tagliato utilizzando gli ultrasuoni? Il miglior lavoro per termoplastici rigidi (policarbonato, polistirolo, ABS, polipropilene, nylon, ecc.). Trasmettono l'energia meccanica in modo più efficiente. I materiali termoplastici a rigidità inferiore (modulo di elasticità) come polietilene e polipropilene assorbono energia meccanica e possono fornire risultati incoerenti.

 

 

· Conclusione

 

Rispetto agli effetti del taglio meccanico, del taglio laser e del taglio ad ultrasuoni, gli ultrasuoni sono più adatti per tagliare l'orecchio del prodotto e l'effetto è buono, soddisfa i requisiti del taglio del prodotto e l'efficienza del taglio ad ultrasuoni è la più alta. Il taglio ad ultrasuoni è una buona soluzione alle esigenze di taglio del prodotto.

 

Con il graduale approfondimento della ricerca sulla tecnologia di taglio a ultrasuoni, si ritiene che nel prossimo futuro verrà applicata in modo più completo.